基于OH自由基發(fā)射光譜測(cè)量火焰溫度技術(shù)的研究.pdf

1、隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展和深入,液氫液氧等新型燃料燃燒產(chǎn)生的火焰達(dá)到數(shù)千度甚至上萬度。在超高溫環(huán)境下,傳統(tǒng)的溫度測(cè)量技術(shù)將不再適用,在上世紀(jì)六七十年代,以NASA為首的科研機(jī)構(gòu)提出了分子發(fā)射光譜技術(shù),測(cè)量的光譜代表了發(fā)光物質(zhì)本身的特性,是研究高溫、燃燒及其它化學(xué)過程的最直接、最有效的方法之一。
　　但因分子發(fā)射光譜的理論計(jì)算復(fù)雜,分析困難,目前只有歐美科學(xué)家了解掌握相關(guān)的理論計(jì)算方法,并編制出NEQAIR、LIFBase等軟件。目前

2、對(duì)國(guó)內(nèi)而言,分子發(fā)射光譜測(cè)溫技術(shù)還處于剛剛起步甚至空白的狀態(tài)。
　　本文首先基于OH自由基的能級(jí)結(jié)構(gòu)特性,推導(dǎo)出OH自由基電子帶系能級(jí)間的十二支躍遷,由此獲取了OH自由基的亨爾-倫敦因子、電偶極矩多項(xiàng)式,最終計(jì)算出能級(jí)間的躍遷波數(shù)、布居數(shù)分布和躍遷幾率等幾個(gè)OH自由基發(fā)射光譜的關(guān)鍵參數(shù),由此計(jì)算得到了OH自由基在各自由度(振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng))溫度條件下的發(fā)射光譜數(shù)據(jù),并結(jié)合譜線的線型得出了譜線的強(qiáng)度分布及其規(guī)律,由此建立了OH自由基光譜強(qiáng)

3、度計(jì)算方法。
　　建立了由光譜制造裝置、光譜采集裝置及光譜分析裝置三部分組成的氣/液燃料燃燒發(fā)射光譜實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并根據(jù)OH自由基理論光譜強(qiáng)度及本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)特性自行編制《自由基數(shù)據(jù)分析軟件》,此軟件具有將光譜數(shù)據(jù)和理論光譜數(shù)據(jù)對(duì)比、分析的功能。
　　利用燃燒發(fā)射光譜實(shí)驗(yàn)裝置,對(duì)乙炔和酒精進(jìn)行了燃燒過程中產(chǎn)生OH自由基電子帶系光譜的測(cè)試實(shí)驗(yàn),將實(shí)驗(yàn)光譜數(shù)據(jù)與理論光譜數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對(duì)比分析,確定乙炔、酒精的燃燒溫度,取得預(yù)期成果。實(shí)驗(yàn)證明